KR20120127541A - 극저온 저장 탱크 - Google Patents

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아비짓 무커지
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에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
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Abstract

본 발명은 용접형 내부 탱크(702)와, 이 용접형 내부 탱크(702)를 둘러싸는 외부 쉘(704)과, 돌출부(752)를 구비하는 콘크리트 기초부(728)와, 콘크리트 기초부(728)의 돌출부(752)의 상부에 직접 배치되는 복수의 다공질 유리 블록(734)과, 복수의 다공질 유리 블록(734)의 최상층의 상부에 타설되는 콘크리트 레벨링 코스(736), 그리고 콘크리트 기초부(728)에 부착되는 장착 장치(728)를 포함하는 극저온 저장 탱크(700)를 시공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 용접형 내부 탱크(702)가 콘크리트 레벨링 코스(736)의 상부에 배치되며, 외부 쉘(704)이 외부 쉘(704)의 주연부 둘레의 위치에서 장착 장치(718)에 부착된다.

Description

극저온 저장 탱크{CRYOGENIC STORAGE TANK}
본 발명은 극저온 저장 탱크에 관한 것이다.
1950년대에는, 극저온 액체의 저장을 위해 도 1에 도시된 바와 같은 이중 벽체로 이루어진 구형 탱크(100)가 사용되었다. 이러한 이중 벽체로 이루어진 구형 탱크(100)를 지지하기 위해 탄소강으로 형성된 관상 다리(102)가 사용되었다. 이중 벽체로 이루어진 구형 탱크(100)의 직경은, 통상적으로, 10ft 내지 15ft이었으며, 용접형(welded) 스테인레스강 내부 쉘(shell)(104)과 용접형 탄소강 외부 쉘(106)로 구성되었다. 용접형 스테인레스강 내부 쉘(104)과 용접형 탄소강 외부 쉘(106)의 사이의 빈 공간의 하부 1/3은 다공질 유리 블록(108)으로 채워졌으며 나머지 공간은 퍼얼라이트 절연 재료(110)로 채워졌다. 전술한 탄소강으로 형성된 관상 다리(102)는 지면(114)의 콘크리트 기초부(concrete foundation)(112)에 의해 지지된 상태에서 앵커 볼트 조립체(116)를 사용하여 콘크리트 기초부(112)에 체결되었다.
종래 기술의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크
그러나, 산업 분야에서 요구하는 액체 용적이 증가함에 따라, 극저온 액체 저장 산업은 전술한 이중 벽체로 이루어진 구형 탱크(100)의 사용에서 벗어나 도 2에 도시된 바와 같은 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)를 사용하기 시작하였다. 이와 같이 극저온 액체 저장 산업이 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)로 옮아가게 된 일차적인 이유는, 해당 극저온 액체 저장 탱크가 보다 큰 용적의 액체를 보유할 수 있는 능력이 있으며, 건설 비용이 비교적 낮고, 유지 관리가 용이하기 때문이다.
이러한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)는 1950년대 후반부터 계속하여 지금까지 동일한 학문적 관점을 바탕으로 설계 및 제조되어 왔다. 도 2에 도시된 바와 같이, 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)는 내부 탱크(202)와 외부 탱크(204)로 이루어지며 이들 내부 탱크(202)와 외부 탱크(204)의 사이에 빈 공간(206)이 마련되어 있다. 빈 공간(206)에는 일반적으로 퍼얼라이트 절연재(208)가 충전되어 있다.
내부 탱크(202)는 가압된 용접형 스테인레스강 탱크로서, 극저온 액체를 내부에 보유하고 있다. 이러한 내부 탱크(202)는 스테인레스강 바닥판(210)과, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(stave)(212), 그리고 스테인레스강 지붕 돔(dome)(214)로 이루어져 있다. 이러한 스테인레스강 바닥판(210)과, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(212), 그리고 스테인레스강 지붕 돔(214)은 모두, 스테인레스강 전극을 사용하여 현장 용접된 다음, 설치 장소에서 용접 검사를 거친다.
외부 탱크(204)는 탄소강 바닥판(216)과, 압연 가공 탄소강 벽체 스테이브(218), 그리고 탄소강 지붕 돔(220)으로 이루어져 있으며, 이들 구성 요소는 모두 공장에서 제작되지만, 대규모의 현장 용접을 필요로 하기 때문에 마감 처리는 공장에서 이루어지지 않는다.
종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)는 우선, 지면(224)에 견고하게 고정되어 있을 수도 있는 복수의 콘크리트 컬럼(column) 또는 파일(pile)(222)에 의해 지지된다. 파일(222)의 위에는 들어 올려진 상승 콘크리트 기초부(226)가 지지되어 있다. 상승 콘크리트 기초부(226)는, 예를 들어, 대략 3ft 내지 4ft의 두께로 형성될 수도 있다. 상승 콘크리트 기초부(226)의 위에는 탄소강 바닥판(216)이 지지되어 있다. 탄소강 바닥판(216)의 위에는 제1 콘크리트 레벨링 코스(leveling course)(228)가 지지되어 있다. 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)의 두께는, 예를 들어, 3inch 내지 4inch의 범위일 수도 있다. 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)의 위에 다공질 유리 블록(230)이 배치된다. 다공질 유리 블록(230)은, 예를 들어, 4ft 두께로 적층될 수도 있다. 다공질 유리 블록(230)은 상승 콘크리트 슬레이브(slab)(226)의 표면 온도가 대기 온도에 가깝게 유지되도록 필요한 절연재를 제공하는 기능을 한다. 다공질 유리 블록(230)의 위에는 제2 콘크리트 레벨링 코스(232)가 놓여 있다. 제2 콘크리트 레벨링 코스(232)는, 예를 들어, 3inch 내지 4inch 두께로 형성될 수도 있다. 마지막으로, 제2 콘크리트 레벨링 코스(232)의 상부에 스테인레스강 바닥판(210)이 배치된다.
도 2의 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 하부를 도시한 확대 단면도인 도 3에 도시된 바와 같이, 액체 회수관(234)이 내부 탱크(202)의 스테인레스강 바닥판(210)의 바닥을 관통하여 삽입되어 극저온 액체의 저장을 위한 계량식 탱크 트레일러 충전물 분배 시스템(도시하지 않음)으로 연장된다. 다공질 유리 블록(230)은 고체이며 액체 회수관(234)의 둘레에 형성되도록 성형하기가 용이하지 않기 때문에 적절한 절연 효과를 제공하기 위하여 액체 회수관(234)의 둘레에는 암면 절연재(236)가 감겨 있다. 또한, 다공질 유리 블록(230)을 관통하여 액체 회수관(234)용의 터널 경로를 형성하기 위하여 스테인레스강 박스 섹션(238)이 설치되어 있다. 다공질 유리 블록(230)과 제2 콘크리트 레벨링 코스(232)로 이루어진 토대의 상층에 추가적인 지지 구성 요소로서 보호 링 또는 유지 벽체(240)가 제공되어 있다.
외부 탱크(204)를 상승 콘크리트 기초부(226)에 정착시키기 위해 탄소강 앵커 스트랩(242)이 사용된다. 탄소강 앵커 스트랩(242)이, 예를 들어, 상승 콘크리트 기초부(226)에 견고하게 고정될 수도 있다. 내부 탱크(202)를 상승 콘크리트 기초부(226)에 정착시키기 위해 스테인레스강 앵커 스트랩(244)이 사용된다. 스테인레스강 앵커 스트랩(244)은 또한, 예를 들어, 상승 콘크리트 기초부(226)에 견고하게 고정될 수도 있다.
외부 탱크(204)의 탄소강 바닥판(216)은, 통상적으로, 상승 콘크리트 기초부(226)의 상부에 배치되어, 공장에서 절단된 소정의 사전 제작 시임에서 적소에 용접된다. 용접부는 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)의 타설(pour) 과정 전에 진공압 검사를 거친다.
도 4는 오늘날 사용되고 있는 바람직한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 탄소강 앵커 스트랩(242), 상승 콘크리트 기초부(226), 스테인레스강 앵커 스트랩(244), 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(212), 그리고 압연 가공 탄소강 벽체 스테이브(218)를 포함하는 정착 장치의 확대도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 직립 설치 순서는 시간이 많이 드는 여러 단계를 필요로 한다. 우선, 단계(500)에서는, 지면(224)의 평활화 과정이 이루어지고, 파일(222)이 설치되고, 상승 콘크리트 기초부(226)의 타설 과정이 이루어지며, 상승 콘크리트 기초부(226)의 내부에 탄소강 앵커 스트랩(242)과 스테인레스강 앵커 스트랩(244)이 견고하게 고정된다. 각각의 콘크리트 타설에는 통상적으로 28일의 경화 시간이 필요함에 주목하여야 한다. 다음, 단계(502)에서는, 상승 콘크리트 기초부(226)의 상부에 탄소강 바닥판(216)이 배치되어 용접되며, 용접 시임의 무결성을 판단하기 위하여 용접 시임에 대한 진공 검사가 수행된다. 이후, 단계(504)에서는, 탄소강 바닥판(216)의 상부에 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)가 타설된다. 이후, 단계(506)에서는, 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)의 위에 다공질 유리 블록(230)이 설치되고, 다공질 유리 블록(230)의 내부에 액체 회수관(234), 암면 절연재(236), 그리고 스테인레스강 박스(238)가 설치된다. 이후, 단계(508)에서는, 다공질 유리 블록(230)의 상부에 제2 콘크리트 레벨링 코스(232)가 배치된다. 단계(510)에서는, 스테인레스강 바닥판(210)이 배치된 다음 모든 시임에 대한 용접이 이루어지고 이들 시임에 대한 용접 검사가 수행된다. 다음, 단계(512)에서는, 압연 가공 탄소강 벽체 스테이브(218)가 이들 압연 가공 탄소강 벽체 스테이브(218)로 이루어진 링을 형성하도록 서로 용접되며, 이렇게 형성된 압연 가공 탄소강 벽체 스테이브(218)로 이루어진 링이 탄소강 바닥판(216)과 탄소강 앵커 스트랩(242)에 용접된 다음 모든 용접부에 대한 검사가 이루어진다. 이후, 단계(514)에서는, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(212)가 이들 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(212)로 이루어진 링을 형성하도록 서로 용접되며, 이렇게 형성된 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(212)로 이루어진 링이 스테인레스강 바닥판(210)과 스테인레스강 앵커 스트랩(244)에 용접된 다음 모든 용접부에 대한 방사선 사진 검사가 이루어진다. 이후, 단계(516)에서는, 용접 과정을 거친 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(212)의 상부 코스에 사전 조립된 스테인레스강 지붕 돔(214)이 용접된 다음 용접 검사를 거친다. 단계(518)에서는, 외부 탱크(204)의 사전 조립된 탄소강 지붕 돔(220)이 압연 가공 탄소강 벽체 스테이브(218)의 상부 코스에 용접된 다음 용접 검사를 거친다. 이후, 단계(520)에서는, 실제 작동 압력을 시뮬레이션하기 위해 내부 탱크(202)에 대해 유기압 검사가 수행된다. 또한, 단계(522)에서는, 실제 작동 압력을 시뮬레이션하기 위해 외부 탱크(204)에 대해 진공 검사가 수행된다. 이후, 단계(524)에서는, 액체 회수관(234)이 분배 시스템(도시하지 않음)에 연결되고, 배관 용접부의 압력 검사가 수행되며, 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)가 전체적으로 세정된다. 다음으로, 단계(526)에서는, 필요 사양에 맞춰 외부 탱크(204)가 준비되고 도장된다. 마지막으로, 단계(528)에서는, 내부 탱크(202)와 외부 탱크(204)의 사이 빈 공간(206)에 퍼얼라이트 절연재(208)가 설치된다. 이에 따라, 전술한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 시공이 완료되어 서비스 준비 상태가 된다.
도 6은 현재 사용되고 있는 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 내부 탱크(202)와 외부 탱크(204) 그리고 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)의 용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)와 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704) 모두의 정착 위치를 도시한 평면도이다.
종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)에 통상적으로 가해지는 하중으로는, 풍하중, 지진 하중, 예를 들어, 눈 또는 얼음으로 인한 날씨 하중, 정하중(dead load), 퍼지 압력과 같은 내부 압력 하중, 퍼얼라이트 수직 및 수평 하중, 그리고 퍼얼라이트 다짐 하중이 있다. 이러한 통상적인 조건 하에서, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)는, 내부 탱크(202)의 극저온 액체의 수위 변경으로 인해 내부 탱크(202)가 팽창 및 수축되는 경우 퍼얼라이트 절연재(208) 자체에 하중이 인가됨에 따라, 퍼얼라이트(208)로 인해 주기적으로 다짐 하중을 받게 된다.
내부 탱크(202)는 이러한 풍하중, 지진 하중, 외부 퍼지 압력, 퍼얼라이트 수직 및 수평 하중 및 퍼얼라이트 다짐 하중, 그리고 액체 정압두(liquid head) 및 내부 압력으로 인한 추가 하중을 고려하여 설계된다.
이전 기술 뿐만 아니라 현재 기술 수준에 따른 제조 방법 및 전술한 바와 같은 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 사용은 여러 가지 이유로 인해 문제를 야기할 수도 있다. 첫째, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 현장 시공은 상당히 지루하고 시간이 많이 드는 공정이다. 예를 들어, 직경이 대략 50ft이며 높이가 대략 50ft에 이르는 평균 크기의 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 경우, 현장 시공에는 6개월 이상이 걸릴 수도 있다. 또한, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)을 공장에서 제작 후 이송하여 현장에서 조립한 다음 모든 현장 조립 구성 요소를 검사할 경우에는 상당 수의 작업 단계가 요구되며, 시간이 많이 들고, 비용도 많이 든다.
둘째, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 경우 시공에 너무 긴 시간이 소요되기 때문에, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)가 완성되어 서비스를 준비하기 전에 작업 공장의 일일 수익 소득이 고갈됨으로써, 보다 규모가 큰 공장 설계 임계 경로 작업이 방해를 받을 수도 있다.
마지막으로, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 외부 쉘(204)의 경우, 외부 탱크(204)의 조립을 위해서는 대규모의 현장 용접이 필요하다는 사실로 인해, 현장에서 준비 과정을 거쳐 바로 도장이 이루어지므로, 외부 쉘(204)에 배치된 현장 마감재가, 예를 들어, 공장에서 설정된 제어 조건 하에 도포되는 공장에서 경화된 분말 코팅 마감재만큼 단단할 수는 없다. 현장 마감재의 지속성은 공장에서 마감 처리된 외부 쉘(204)의 지속성에 비해 상당히 낮으며, 공장 작업 동안 자주 유지 관리 및 재코팅이 요구됨에 따라, 추가로 시간과 자본이 더 소요된다.
볼트 체결형 쉘 탱크
예를 들어, 콜롬비안 텍탱크사(Columbian TecTank), 탱크 커넥션사(Tank Connection), 그리고 올스테이트 탱크사(Allstate Tank)에 의해 볼트 체결형 탄소강 쉘 탱크가 제조 시판되어, 전통적으로 50년 이상에 걸쳐 농업, 시멘트 및 모든 산업 분야에서 건조한 재료 및 액체 재료의 저장용으로 사용되어 왔다. 이러한 볼트 체결형 쉘 탱크는 곡물, 시멘트, 석회석, 클링커 등과 같은 건조한 재료를 저장하는 한편, 원유, 물 및 폐기 슬러지와 같은 액체 재료를 저장하기 위해 사용된다. 이러한 건조한 재료 및 액체 재료의 저장 동안 볼트 체결형 쉘 탱크에 통상적으로 가해지는 하중으로는, 풍 하중, 지진 하중, 예를 들어, 눈 또는 얼음으로 인한 날씨 하중, 정하중, 퍼지 압력과 같은 내부 압력 하중, 퍼얼라이트 수직 및 수평 하중, 그리고 액체 정압두(액체 저장 탱크용으로 사용되는 경우)가 있다.
본 발명의 목적은 롱-펠트(long-felt) 문제를 개선한 극저온 저장 탱크를 제공하는 것이다.
본 발명에 개시된 실시예는, 제1 실시예에 있어서, 돌출부를 포함하는 콘크리트 기초부(concrete foundation)와, 콘크리트 기초부의 돌출부의 상부에 직접 배치되는 복수의 다공질 유리(cellular glass) 블록과, 복수의 다공질 유리 블록의 최상층의 상부에 타설되는 콘크리트 레벨링 코스(leveling course)와, 콘크리트 기초부에 부착되는 장착 장치와, 용접형 내부 탱크로서, 내부 탱크 바닥판, 복수의 내부 탱크 벽체 스테이브(stave), 및 내부 탱크 지붕 돔을 포함하고, 콘크리트 레벨링 코스의 상부에 배치되는, 용접형 내부 탱크와, 복수의 볼트 체결형 외부 쉘(shell) 벽체 스테이브 및 외부 쉘 지붕 돔을 포함하는 볼트 체결형 외부 쉘을 포함하며, 볼트 체결형 외부 쉘은, 복수의 내부 탱크 벽체 스테이브는 복수의 볼트 체결형 외부 쉘 벽체 스테이브에 인접하게 배치되고 그리고 내부 탱크 지붕 돔은 외부 쉘 지붕 돔에 인접하게 배치되도록, 용접형 내부 탱크로부터 이격되어 용접형 내부 탱크를 둘러싸는 상태로 장착 장치의 상부에 배치되며, 볼트 체결형 외부 쉘은 볼트 체결형 외부 쉘의 주연부 둘레의 위치에서 장착 장치에 부착되는, 극저온 저장 탱크를 개시함으로써, 당 업계에서 해결되지 않은 오랫동안의 요구를 충족시킨다.
변형예의 제2 실시예에 있어서, 제1 실시예의 극저온 저장 탱크의 상기 장착 장치는 탄소강 압축 링이다.
변형예의 제3 실시예에 있어서, 제1 실시예 또는 제2 실시예의 극저온 저장 탱크의 볼트 체결형 외부 쉘은 볼트 체결형 탄소강 외부 쉘이다.
변형예의 제4 실시예에 있어서, 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 극저온 저장 탱크의 용접형 내부 탱크는 용접형 스테인레스강 내부 탱크이다.
변형예의 제5 실시예에 있어서, 제1 실시예 내지 제4 실시예 중 어느 하나의 극저온 저장 탱크의 콘크리트 기초부는 상승 콘크리트 기초부이다.
변형예의 제6 실시예에 있어서, 제2 실시예 내지 제5 실시예 중 어느 하나의 극저온 저장 탱크의 탄소강 압축 링은 상승 콘크리트 기초부에 매립된다.
변형예의 제7 실시예에 있어서, 제2 실시예 내지 제6 실시예 중 어느 하나의 극저온 저장 탱크의 탄소강 압축 링은 용접형 폼-바(form bar)를 포함한다.
변형예의 제8 실시예에 있어서, 제2 실시예 내지 제6 실시예 중 어느 하나의 극저온 저장 탱크의 탄소강 압축 링은 용접형 앵글(angle)을 포함한다.
변형예의 제9 실시예에 있어서, 제1 실시예 내지 제8 실시예 중 어느 하나의 극저온 저장 탱크의 장착 장치는 앵커 볼트 형판, 적어도 한 층의 에폭시 그라우트(epoxy grout), 및 탄소강 압축 링을 포함한다.
변형예의 제10 실시예에 있어서, 극저온 저장 탱크 시공 방법으로서, 돌출부를 포함하는 콘크리트 기초부를, 돌출부를 위한 폼(form)으로서 콘크리트 기초부에 매립되는 장착 장치를 이용하여 타설 경화하는 단계와, 타설 경화된 콘크리트 기초부의 돌출부 상에 복수의 다공질 유리 블록을 설치하는 단계와, 설치된 복수의 다공질 유리 블록의 상부에 콘크리트 레벨링 코스를 타설 경화하는 단계와, 콘크리트 레벨링 코스의 상부에 바닥판을 설치하는 단계와, 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브를, 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브의 최하부 레벨을 매립된 장착 장치에 고정시킴으로써, 콘크리트 기초부에 설치하는 단계와, 복수의 벽체 스테이브를 바닥판에 용접하는 단계와, 복수의 용접형 벽체 스테이브의 최상부 레벨에 제1 지붕 돔을 용접하여 용접형 내부 탱크를 형성하는 단계와, 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브의 최상부 레벨에 제2 지붕 돔을 설치하여 볼트 체결형 외부 쉘을 형성하는 단계를 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법이 개시된다.
변형예의 제11 실시예에 있어서, 제10 실시예에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법에 따라 제조되는 콘크리트 기초부는 상승 콘크리트 기초부이다.
변형예의 제12 실시예에 있어서, 제10 실시예 또는 제11 실시예에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법에 따라 제조되는 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브, 제2 지붕 돔, 및 장착 장치는 탄소강으로 이루어지며, 상기 바닥판, 복수의 용접형 벽체 스테이브, 및 제1 지붕 돔은 스테인레스강으로 이루어진다.
변형예의 제13 실시예에 있어서, 제10 실시예 내지 제12 실시예 중 어느 하나에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법은 용접형 내부 탱크에 대해 유기압 검사를 수행하는 단계를 포함한다.
변형예의 제14 실시예에 있어서, 제10 실시예 내지 제13 실시예 중 어느 하나에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법은 볼트 체결형 외부 쉘에 대해 진공 검사를 수행하는 단계를 포함한다.
변형예의 제15 실시예에 있어서, 제10 실시예 내지 제14 실시예 중 어느 하나에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법은 용접형 내부 탱크와 볼트 체결형 외부 쉘의 사이 빈 공간에 퍼얼라이트 절연재를 설치하는 단계를 포함한다.
변형예의 제16 실시예에 있어서, 제10 실시예 내지 제15 실시예 중 어느 하나에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법은 콘크리트 기초부와 용접형 내부 탱크에 스트인레스강 앵커 스트랩을 설치하는 단계를 포함한다.
변형예의 제17 실시예에 있어서, 제10 실시예 내지 제16 실시예 중 어느 하나에 따른 극저온 저장 탱크 시공 방법은 복수의 다공질 유리 블록의 내부에 스테인레스강 박스, 액체 회수관, 및 암면 절연재를 설치하는 단계를 포함한다.
변형예의 제18 실시예에 있어서, 용접형 내부 탱크와, 용접형 내부 탱크를 둘러싸는 외부 쉘과, 돌출부를 포함하는 콘크리트 기초부와, 콘크리트 기초부의 돌출부의 상부에 직접 배치되는 복수의 다공질 유리 블록과, 복수의 다공질 유리 블록의 최상층의 상부에 타설되는 콘크리트 레벨링 코스와, 콘크리트 기초부에 부착되는 장착 장치를 포함하고, 용접형 내부 탱크는 콘크리트 레벨링 코스의 상부에 배치되며, 외부 쉘은 외부 쉘의 주연부 둘레의 위치에서 장착 장치에 부착되는, 극저온 저장 탱크가 개시된다.
변형예의 제19 실시예에 있어서, 제18 실시예의 극저온 저장 탱크의 용접형 내부 탱크는 스테인레스강 내부 탱크이며, 외부 쉘은 볼트 체결형 탄소강 외부 쉘이고, 콘크리트 기초부는 상승 콘크리트 기초부이며, 장착 장치는 탄소강 압축 링이다.
개시된 방법 및 장치는 외부 탱크의 탄소강 바닥판을 외부 쉘 앵커 볼트용 형판, 탱크의 외부 쉘용 압축판, 그리고 돌출부를 구비한 콘크리트 기초부의 타설을 위한 폼-플레이트(form plate)로서의 역할을 할 수도 있는 장착 장치로 대체하는 방식으로, 두 번의 콘크리트 타설을 한 번의 타설로 조합하여 두 번의 별개의 콘크리트 타설을 위해 필요한 경화 시간을 효과적으로 감소시킴으로써 시간 절감 효과를 달성하여 개시된 바람직한 극저온 저장 탱크 중 적어도 하나의 구조 및 시공 관련 시간 및 비용을 감소시킨다. 통상적으로, 각각의 콘크리트 타설에는 28일의 경화 시간이 필요하다.
개시된 방법 및 장치는 또한, 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크 대신, 공장에서의 제어 조건 하에서 마감 처리되고 가열 처리되는 볼트 체결형 쉘일 수도 있는 오븐 외부 쉘 또는 탱크의 사용을 개시한다.
도 1은 1590년대 및 1960년대 초기에 사용되었던 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크 이전에 사용된 바람직한 이중 벽체로 이루어진 구형의 극저온 액체 저장 탱크를 도시한 절개 사시도이다.
도 2는 현재 사용되고 있는 바람직한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크를 도시한 절개 사시도이다.
도 3은 현재 사용되고 있는 바람직한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크의 토대 부분을 도시한 확대 단면도이다.
도 4는 현재 사용되고 있는 바람직한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크의 정착 장치를 도시한 확대 단면도이다.
도 5는 현재 사용되고 있는 바람직한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크의 직립 설치 순서를 도시한 순서도이다.
도 6은 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크의 내부 탱크 및 외부 탱크 모두의 정착 위치를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크를 도시한 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 토대 부분을 도시한 확대 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 정착 장치를 도시한 확대 단면도이다.
도 9b는 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 탄소강 앵커 브래킷을 도시한 확대 사시도이다.
도 10은 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 제1 변형예의 정착 장치를 도시한 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 제2 변형예의 정착 장치를 도시한 확대 단면도이다.
도 12a는 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 액체 저장 탱크의 볼트 체결형 패널 구성의 제1 측면을 도시한 확대 사시도이다.
도 12b는 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 볼트 체결형 패널 구성의 제2 측면을 도시한 확대 사시도이다.
도 13은 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크의 직립 설치 순서를 도시한 순서도이다.
전술한 발명의 내용 및 바람직한 실시예에 관한 아래의 상세한 설명이 첨부 도면을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다. 실시예의 예시 목적으로, 이들 도면에 바람직한 구성이 도시되어 있긴 하지만, 본 발명이 이와 같이 개시된 특정 방법 및 수단으로만 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예는 현장 시공 시간 및 자본 비용을 과감하게 줄이기 위한 극저온 액체 저장 탱크에 대한 새로운 디자인 및 제조 방법을 포함한다. 몇몇 예에 있어서는, 현장 시공 시간이 6개월에서, 예를 들어, 대략 3개월까지 감소함으로써, 실질적인 시간 및 자본 비용 절감을 달성할 수도 있다. 작업의 감소화, 노동력 요건, 외부 탱크 쉘에 대한 용접 검사 배제, 그리고 볼트 체결형 스테이브 패널의 설치 용이성을 통한 시공 비용 절감 효과는 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)의 대략 50%에 이를 것으로 추정된다.
도 7은 본 발명의 태양에 따른 바람직한 극저온 저장 탱크(700)를 도시한 절개 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)는 용접형 내부 탱크(702)와, 볼트 체결형 외부 탱크 또는 쉘(704)을 포함하며, 이들 용접형 내부 탱크(702)와 볼트 체결형 외부 탱크(704)의 사이에 빈 공간(706)이 마련되어 있다. 볼트 체결형 외부 탱크 또는 쉘(704)은 용접형 내부 탱크(702)용의 쉘 또는 하우징의 역할을 한다. 용접형 내부 탱크(702) 및 그 구성 요소는, 예를 들어, 스테인레스강, 알루미늄, 합금, 또는 그외 다른 극저온 내성 재료로 구성될 수도 있다. 간명성을 위해, 용접형 내부 탱크(702) 및 그 구성 요소는 이하, 단지 편의 목적으로, 스테인레스강으로 구성되는 것으로 간주하기로 한다. 볼트 체결형 외부 탱크 또는 쉘(704) 및 그 구성 요소는, 예를 들어, 이로만 제한되는 것은 아니지만, 탄소강, 섬유 강화 콘크리트, 파이버 글래스 또는 그외 다른 합성 재료로 이루어진 현장 타설 패널 또는 공장 제작 패널로 구성될 수도 있다. 간명성을 위해, 볼트 체결형 외부 탱크 또는 쉘(704) 및 그 구성 요소는 이하, 단지 편의 목적으로, 탄소강으로 구성되는 것으로 간주하기로 한다. 특히, 볼트 체결형 외부 탱크 또는 쉘(704)은 원형으로 형성될 수도 있지만, 또한, 입방형으로 형성될 수도 있으며, 또는 용접형 내부 탱크(702)의 둘레에 하우징을 형성하기 위한 적당한 형상으로 형성될 수도 있다.
전술한 빈 공간(706)은 일반적으로, 퍼얼라이트 절연재(708)로 채워진다. 빈 공간(706)은 또한, 다른 유형의 절연 재료로 채워질 수도 있다. 탄소강 볼트 체결형 외부 탱크(704)는, 예를 들어, 세로로 홈이 파인(fluted) AP1-12B 쉘일 수도 있으며, 또는, 예를 들어, 압연 가공된 테이퍼형 패널로 형성되는 볼트 체결형 쉘일 수도 있다.
볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)를 사용함으로써, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)가 비교적 신속하게 시공되어 선적에 앞서 사전에 도장 처리될 수 있기 때문에, 외부 탱크에 대한 현장 용접, 현장 검사 및 현장 피복 요건이 불필요하게 되어, 현장 시공 개월 수를 줄일 수 있다. 첫째, 용접은 완료 후 광범위한 검사를 필요로 하는 시간 소모적인 공정이다. 볼트 체결형 패널의 경우, 시공 및 검사에 필요한 시간을 상당히 줄일 수 있어, 극저온 저장 탱크의 시공 비용 및 시공 시간을 감소시키기 위한 당해 산업 분야의 미해결 요구이긴 하지만 롱-펠트(long-felt)에 대한 해결책을 제공할 수 있다. 둘째, 볼트 체결형 패널은 공장에서의 제어 조건 하에서 마감 처리가 이루어지는 반면, 종래 기술의 현장 용접형 패널은 현장에서의 준비 과정을 거쳐 마감 처리하여야 하기 때문에 내구성 및 품질의 관점에서 공장에서 마감 처리가 이루어지는 볼트 체결형 패널과는 비교가 불가능하다.
용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)는, 예를 들어, 극저온 액체를 저장하는 가압 탱크이다. 용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)는 스테인레스강 바닥판(710)과, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712), 그리고 스테인레스강 지붕 돔(714)으로 이루어진다. 스테인레스강 바닥판(710)과, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712), 그리고 스테인레스강 지붕 돔(714)은 모두, 스테인레스강 전극을 이용하여 현장에서 용접된 다음, 설치 장소에서 용접 검사가 이루어진다.
볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)는 볼트 체결형 외부 탱크 벽체 스테이브(716), 장착 장치(718), 용접형 폼-바(720), 그리고 탄소강 지붕 돔(722)으로 이루어진다. 장착 장치(718)는, 예를 들어, 탄소강 압축 링(718)일 수도 있다. 간명성을 위해, 장착 장치(718)는 이하, 단지 편의 목적으로 탄소강 압축 링(718)으로 간주하기로 한다. 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)로부터 탄소강 바닥판(216)이 제거되고, 탄소강 압축 링(718)과 용접형 폼-바(720)로 대체된다. 용접형 폼-바는 타설 콘크리트(예를 들어, 상승 콘크리트 기초부(728)를 형성하기 위하여 타설되는 콘크리트)용의 폼(form)으로서의 역할을 할 뿐만 아니라, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)의 앵커 볼트(730)용 형판으로서의 역할을 한다. 이러한 탄소강 압축 링(718)은 상승 콘크리트 기초부(728)의 내부에 매립될 수도 있으며, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)용의 압축판의 역할을 할 수 있다. 탄소강 압축 링(718)은, 예를 들어, 링의 형상으로 형성될 수도 있지만, 그 외에도, 8각형, 7각형, 6각형, 또는 몇몇 다른 유사한 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 탄소강 압축 링(718)은 연속적인 형상으로 형성되는 것이 아니라, 예를 들어, 비연속적인 형상을 구성하는 일련의 호, 또는 서로 별개로 이격 배치되지만 원형 패턴을 이루는 복수의 소형 판으로 구성될 수도 있다.
전술한 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)와 유사하게, 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)는, 우선, 지면(726)에 견고하게 고정되어 있을 수도 있는 복수의 콘크리트 컬럼 또는 파일(724)에 의해 지지된다. 파일(222)의 위에는 상승 콘크리트 기초부(728)가 지지되어 있다. 상승 콘크리트 기초부(728)는, 예를 들어, 대략 3ft 내지 4ft의 두께로 형성될 수도 있으며, 보강 처리될 수도 있다. 상승 콘크리트 기초부(728)에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 탄소강 앵커 볼트(730), 보강 바(746), 그리고 용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)용의 스테인레스강 앵커 스트랩(732)와 함께, 매립형 탄소강 압축 링(718)과 용접형 폼-바(720)가 매입된다. 보강 바(746)는 매립형 탄소강 압축 링(718)의 밑면에 용접 처리되며, 콘크리트의 타설 동안 매립형 탄소강 압축 링(718)을 적소에 유지하는 한편 인발 강도를 향상시키기 위한 용도로 콘크리트에 매립되어 있다. 상승 콘크리트 기초부(728)의 돌출부(752) 위에 여러 코스의 다공질 유리 블록(734)이 설치된다. 다공질 유리 블록(734)은, 예를 들어, 3ft 내지 4ft의 높이로 적층될 수도 있다. 다공질 유리 블록(734)은 상승 콘크리트 기초부(728)의 상부면, 또는 상승 콘크리트 기초부(728)에 돌출부(752)가 마련되어 있는 경우에는 돌출부의 상부면이 대기 온도에 가깝게 유지되도록 절연재료서의 기능을 수행한다. 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 저장 탱크(200)의 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)와 유사하게, 돌출부(752)는 극저온 액체의 누출이 발생한 경우 방어선으로서의 기능을 수행한다. 극저온 액체의 누출이 발생할 경우, 제일 먼저 돌출부(752)가 손상될 가능성이 커, 상승 콘크리트 기초부(728)의 손상을 최소화할 수 있다. 이와 같이 방어선의 역할을 하는 돌출부(752)가 마련될 경우, 또한, 공장 작업자가 누출 탱크에 반응하여 배수 처리를 수행하며 누출 원인과 콘크리트 손상을 파악하기 전까지 필요한 시간을 연장할 수 있다.
콘크리트 레벨링 코스(736)가 다공질 유리 블록(734)의 위에 배치된다. 콘크리트 레벨링 코스(736)는, 예를 들어, 3inch 내지 4inch의 두께로 형성될 수도 있다. 이러한 콘크리트 레벨링 코스(736)의 용도는 배치되어 용접될 스테인레스강 바닥판(710)용 경질 마모면을 제공하는 한편, 상승 콘크리트 기초부(728)에 손상을 줄 수 있는 극저온 액체의 누출을 저지하기 위한 추가적인 방어선을 구축하는 것이다. 마지막으로, 콘크리트 레벨링 코스(736)의 상부에 스테인레스강 바닥판(710)이 배치된다.
이에 따라, 매립형 탄소강 압축 링(718)을 사용함으로써, 두 번의 콘크리트 타설(즉, 상승 콘크리트 기초부(226)에 대한 콘크리트 타설 및 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)에 대한 콘크리트 타설)을 조합할 수 있어, 계획표상의 현장 시공 시간 중 적어도 28일을 줄일 수 있다(다시 말해, 각각의 콘크리트 타설에 필요한 시간이 경화시까지 대략 28일이 걸린다). 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)로부터 탄소강 바닥판(216)을 제거하고 이를 매립형 탄소강 압축 링(718)으로 대체함으로써, 또한, 다공질 유리 블록(734)용의 별개의 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)가 필요하지 않게 되는데, 그 이유는 해당 구조물(즉, 돌출부(752))이 상승 콘크리트 기초부(728)의 타설과 동시에 타설될 수도 있기 때문이다.
도 7의 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)의 하부를 도시한 확대 단면도인 도 8에 도시된 바와 같이, 액체 회수관(738)이 용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)의 스테인레스강 바닥판(710)을 관통하여 삽입되어 극저온 액체의 저장을 위한 계량식 탱크 트레일러 충전물 분배 시스템(도시하지 않음)으로 연장된다. 다공질 유리 블록(734)은 고체이며 액체 회수관(738)의 둘레에 형성되도록 성형이 불가능할 수도 있기 때문에 적절한 절연 효과를 제공하기 위하여 액체 회수관(738)의 둘레에는 암면 절연재(740)가 감겨 있다. 또한, 다공질 유리 블록(734)을 관통하여 액체 회수관(738)용의 터널 경로를 형성하기 위하여 스테인레스강 박스 섹션(742)이 설치되어 있다. 다공질 유리 블록(734)과 콘크리트 레벨링 코스(736)로 이루어진 토대의 상층에 추가적인 지지 구성 요소로서 보호 링 또는 유지 벽체(744)가 제공된다.
도 9a는 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)의 하부를 도시한 확대 단면도이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 매립형 탄소강 압축 링(718)은 외부 탱크 앵커 볼트(730)용 형판 및 용접형 폼-바(720)로서 사용될 수도 있다. 용접형 폼-바(720)는 매립형 탄소강 압축 링(718)이 상승 콘크리트 기초부(728)에 매립되기 이전에 매립형 탄소강 압축 링(718)에 용접되어, 상승 콘크리트 기초부(728)용의 폼(form)으로서의 역할을 할 뿐만 아니라, 구체적으로는, 상승 콘크리트 기초부(728)의 돌출부(752)의 형성을 가능하게 한다.
탄소강 앵커 브래킷(750)은, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)의 주연부를 따라 필요한 균일한 간격으로 이격 배치된다. 탄소강 앵커 브래킷(750)은, 예를 들어, 매립형 탄소강 압축 링(718)이 상승 콘크리트 기초부(728)에 매립되기 이전에 매립형 탄소강 압축 링(718)에 용접된다. 이러한 탄소강 앵커 브래킷(750)은, 예를 들어, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)에 볼트를 사용하여 연결된다.
일 변형예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 폼-바(720)가 폼-앵글(form-angle)(754)로 대체될 수도 있다.
다른 일 변형예에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상승 콘크리트 기초부(728)에 독립적인 앵커 볼트 형판(756)이 매립될 수도 있다. 독립적인 앵커 볼트 형판(756)은 앵커 볼트(730) 및 앵글(754)용 형판으로서의 역할을 하며, 앵글이 독립적인 앵커 볼트 형판(756)에 용접됨으로써 앵글에 맞대어 콘크리트가 성형될 수 있다. 독립적인 앵커 볼트 형판(756)의 상부에는 밀봉제(sealant)(760) 층이 배치된다. 밀봉제(760)는, 예를 들어, 에폭시 그라우트(epoxy grout)일 수도 있다. 이후, 밀봉제(760)의 층의 상부에 독립적인 탄소강 압축 링(758)이 배치되어 앵커 볼트(730)의 사용을 통해 독립적인 앵커 볼트 형판(756)에 고정될 수도 있다. 원주 방향 볼트 서클을 따라 각각의 앵커 볼트(730)의 위치에서 독립적인 탄소강 앵커 새들(saddle)(762)이 독립적인 탄소강 압축 링(758)에 용접된 다음, 전술한 위치에서 탄소강 외부 탱크 스테이브(716)에 볼트 체결된다.
도 12a 및 도 12b에는, 예를 들어, 탱크 커넥션사 또는 올스테이트 탱크사에 의해 판매되고 있는 통상적인 압연 가공 테이퍼 플레이트형 탄소강 볼트 체결형 탱크 패널이 도시되어 있다. 도 12a에는 통상적인 압연 가공 테이퍼 플레이트형 탄소강 볼트 체결형 탱크 패널(1200)의 외면이 도시되어 있는 반면, 도 12b에는 내면이 도시되어 있다. 개개의 압연 가공 테이퍼 플레이트형 탄소강 볼트 체결형 탱크 패널(1200)의 사이에는 밀봉 목적으로 띠 형상의 가스켓(1202)이 배치되어 있다. 압연 가공 테이퍼 플레이트형 탄소강 볼트 체결형 탱크 패널(1200)은, 예를 들어, 볼트(1204)를 사용하여 함께 부착된다.
도 13에는 극저온 액체 저장 탱크(700)의 바람직한 직립 설치 순서가 도시되어 있다. 우선, 단계(1300)에서는, 지면(726)의 평활화 과정이 이루어지고, 파일(724)이 설치되고, 돌출부(752)를 포함하여 상승 콘크리트 기초부(728)의 타설 과정이 이루어지며, 상승 콘크리트 기초부(728)의 내부에 매립형 탄소강 압축 링(718)과, 스테인레스강 앵커 스트랩(732), 그리고 앵커 볼트(730)가 매립된다. 상승 콘크리트 기초부(728)의 경화에는, 예를 들어, 28일의 시간이 걸릴 수도 있음에 주목하여야 한다. 다음, 단계(1302)에서는, 돌출부(752)의 위에 다공질 유리 블록(734)이 설치되고, 다공질 유리 블록(734)의 내부에 액체 회수관(738), 암면 절연재(740), 그리고 스테인레스강 박스(742)가 설치된다. 이후, 단계(1304)에서는, 다공질 유리 블록(734)의 상부에 콘크리트 레벨링 코스(736)가 타설된다. 마찬가지로, 다음 단계를 진행하기 이전에 경화 시간이 필요하게 된다. 단계(1306)에서는, 스테인레스강 바닥판(710)이 배치된 다음 모든 시임에 대한 용접이 이루어지고 이들 시임에 대한 용접 검사가 수행된다. 다음, 단계(1312)에서는, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)가 앵커 볼트(730)와 앵커 브래킷(750)을 사용하여 상승 콘크리트 기초부(728)에 조립되어 체결되며, 여기서, 상기 앵커 브래킷은 매립형 탄소강 압축 링(718)에 용접되며 조립식의 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)에 볼트 체결되어 있다. 이후, 단계(1308)에서는, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712)가 이들 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712)로 이루어진 링을 형성하도록 서로 용접되며, 이렇게 형성된 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712)로 이루어진 링이 스테인레스강 바닥판(710)에 용접된 다음 모든 용접부에 대한 방사선 사진 검사가 이루어진다. 이후, 단계(1310)에서는, 용접 과정을 거친 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712)의 상부 코스에 사전 조립된 스테인레스강 지붕 돔(714)이 용접된 다음 용접 검사를 거친다. 미국 기계 학회(ASME: American Society of Mechanical Engineering)의 보일러 및 압력 용기 코드(BPVC: Boiler & Pressure Vessel Code) 디비젼 1, 섹션 5 및 섹션 8에 따르면, 용접 과정을 거친 스테인레스강 내부 탱크(702)와 내부 탱크(202)의 경우 방사선 사진 검사가 필요함에 주목하여야 한다.
단계(1314)에서는, 사전 조립된 탄소강 지붕 돔(722)이 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)의 상부 코스에 용접된 다음 용접 검사를 거친다. 이후, 단계(1316)에서는, 실제 작동 압력을 시뮬레이션하기 위해 용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)에 대해 유기압 검사가 수행된다. 또한, 단계(1318)에서는, 실제 작동 압력을 시뮬레이션하기 위해 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)에 대해 진공 검사가 수행된다.
단계(1320)에서는, 액체 회수관(738)이 분배 시스템(도시하지 않음)에 연결되고, 배관 용접부의 압력 검사가 수행되며, 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)가 전체적으로 세정된다. 마지막으로, 단계(1322)에서는, 용접형 스테인레스강 내부 탱크(702)와 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)의 사이 빈 공간(706)에 퍼얼라이트 절연재(708)가 설치된다. 이에 따라, 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)의 시공이 완료되어 서비스 준비 상태가 된다.
일 변형예에 따르면, 단계(1310)에서, 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712)가 이들 압연 가공 스테인레스강 벽체 스테이브(712)의 바닥 코스가 스테인레스강 바닥판(710) 상에 지지될 때까지 들어 올려져 서로 용접될 수도 있으며, 이후 바닥판에 대하여 수직 이음부에서 용접될 수도 있다.
다른 일 변형예에 따르면, 현장에서의 공간 효용성에 따라, 스테인레스강 지붕 돔(714) 또는 탄소강 지붕 돔(722)의 현장 조립이 이루어질 수도 있다.
또 다른 일 변형예에 따르면, 단계(1308)에서, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)의 기부 코스가 먼저 조립될 수도 있으며, 이어서, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)의 기부 코스 상부의 보다 높은 코스의 조립이 이루어질 수도 있다. 또 다른 일 변형예에 따르면, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)의 최상부 코스가 매립형 탄소강 압축 링(718)의 상부에 먼저 조립된 다음, 하부 코스가 사람 키 높이로 조립됨에 따라 계속해서 들어 올려질 수도 있으며, 또한 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크 벽체 스테이브(716)의 기부 코스가 마지막으로 조립되도록 들어 올려질 수도 있다.
도 5 내지 도 13에 도시된, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)와 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)의 시공 순서를 비교하면, 외부 탱크(204)의 용접부와 관련하여 필요한 용접 및 검사 단계, 탄소강 바닥판(216)의 시공, 그리고 추가 콘크리트 타설에 필요한 경화 시간을 포함하여, 바람직한 극저온 액체 저장 탱크(700)의 시공의 경우 상당히 많은 시공 단계가 불필요해진다. 예를 들어, 종래 기술의 쉘의 바닥이 평평한 용접형 극저온 액체 저장 탱크(200)에 있어서는, 탄소강 바닥판(216)의 시임에서 진공 박스 검사가 수행된다. 본 발명에서 제안되고 있는 접근법에 따르면, 탄소강 바닥판(216)이 형판, 폼(form), 또한 몇몇 예에서는 압축판의 역할을 하는 둘레부 링(즉, 매립형 탄소강 압축 링(718))으로 대체됨에 따라, 이러한 진공 검사가 완전히 배제된다.
또한, 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)의 쉘 스테이브의 경우 현장으로 운반되기 전에 공장에서 전처리, 도장 및 경화 과정을 거치기 때문에, 외부 탱크(204)의 현장에서 이루어지는 모든 준비 과정, 전처리 과정 및 도장 작업이 완전히 배제된다. 이러한 작용에 따른 장점이 조합되어 용접 시임을 갖춘 바닥판이 필요하지 않게 되며 이에 따라 용접부의 진공 검사가 불필요해짐으로써, 현장 작업 계획표 상의 시간을 몇 주 단축할 수 있게 된다.
본 발명의 태양이 다양한 도면의 바람직한 실시예와 연계하여 설명되어 있긴 하지만, 그외 다른 유사한 실시예가 사용될 수도 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명과 동일한 기능을 수행하도록 전술한 실시예에 대하여 수정 또는 추가가 이루어질 수도 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 또 다른 실시예에 있어서, 외부 탱크가 볼트 체결형 탄소강 외부 탱크(704)로서 시공되는 것이 아니라 종래 기술의 용접형 쉘 외부 탱크(204)와 보다 유사하게 시공될 수도 있다. 이러한 실시예에 있어서는, 용접형 외부 탱크는 압연 가공된 용접 벽체 스테이브와 용접형 지붕 돔은 포함하지만, 탄소강 바닥판(216)은 포함하지 않는다. 용접형 외부 탱크를 상승 콘크리트 기초부(728)의 돌출부(752)에 부착하도록, 상승 콘크리트 기초부(728), 돌출부(752), 폼-바(720), 그리고 탄소강 앵커 볼트(730)와 함께 매립형 탄소강 압축 링(718)이 사용될 수도 있다. 이러한 실시예가 전술한 바와 같은 다른 실시예들과 비교하여 동일한 비용 및 시간 절감 효과를 달성하는 것은 아니지만, 탄소강 바닥판(216) 및 제1 콘크리트 레벨링 코스(228)의 타설이 배제됨에 따라 어느 정도 시간 및 비용 절감 효과는 달성하게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 극저온 저장 탱크의 각종 부품용의 특정 재료의 사용에 어느 정도 주안점이 맞춰져 있긴 하지만, 이로 인해 당업자가 상기 다양한 부품의 시공에 본 명세서에서 언급된 그외 다른 재료가 또한 사용될 수도 있음을 이해하는 것에 방해가 되어서는 안 된다. 따라서, 청구되고 있는 바와 같은 본 발명은 어느 하나의 실시예로만 제한되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위에 따른 범위 내에서 해석되어야 한다.
700 : 극저온 액체 저장 탱크 702 : 용접형 내부 탱크
704 : 볼트 체결형 외부 탱크 706 : 빈 공간
708 : 퍼얼라이트 절연재 710 : 스테인레스강 바닥판
712 : 스테인레스강 벽체 스테이브 714 : 스테인레스강 지붕 돔
716 : 외부 탱크 벽체 스테이브 718 : 압축 링

Claims (20)

  1. 돌출부를 포함하는 콘크리트 기초부와,
    상기 콘크리트 기초부의 돌출부의 상부에 직접 배치되는 복수의 다공질 유리 블록과,
    상기 복수의 다공질 유리 블록의 최상층의 상부에 타설되는 콘크리트 레벨링 코스와,
    상기 콘크리트 기초부에 부착되는 장착 장치와,
    내부 탱크 바닥판, 복수의 내부 탱크 벽체 스테이브, 및 내부 탱크 지붕 돔을 포함하고, 상기 콘크리트 레벨링 코스의 상부에 배치되는, 용접형 내부 탱크와,
    복수의 볼트 체결형 외부 쉘 벽체 스테이브 및 외부 쉘 지붕 돔을 포함하는 볼트 체결형 외부 쉘을 포함하며,
    상기 볼트 체결형 외부 쉘은, 상기 복수의 내부 탱크 벽체 스테이브는 복수의 볼트 체결형 외부 쉘 벽체 스테이브에 인접하게 배치되고 그리고 상기 내부 탱크 지붕 돔은 외부 쉘 지붕 돔에 인접하게 배치되도록, 상기 용접형 내부 탱크로부터 이격되어 용접형 내부 탱크를 둘러싸는 상태로 장착 장치의 상부에 배치되며,
    상기 볼트 체결형 외부 쉘은 볼트 체결형 외부 쉘의 주연부 둘레의 위치에서 장착 장치에 부착되는, 극저온 저장 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장착 장치는 탄소강 압축 링인, 극저온 저장 탱크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 볼트 체결형 외부 쉘은 볼트 체결형 탄소강 외부 쉘인, 극저온 저장 탱크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용접형 내부 탱크는 용접형 스테인레스강 내부 탱크인, 극저온 저장 탱크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 콘크리트 기초부는 상승 콘크리트 기초부인, 극저온 저장 탱크.
  6. 제2항에 있어서, 상기 탄소강 압축 링은 상기 상승 콘크리트 기초부에 매립되는, 극저온 저장 탱크.
  7. 제2항에 있어서, 상기 탄소강 압축 링은 용접형 폼-바를 포함하는, 극저온 저장 탱크.
  8. 제2항에 있어서, 상기 탄소강 압축 링은 용접형 앵글을 포함하는, 극저온 저장 탱크.
  9. 제1항에 있어서, 상기 장착 장치는 앵커 볼트 형판, 적어도 한 층의 에폭시 그라우트, 및 탄소강 압축 링을 포함하는, 극저온 저장 탱크.
  10. 극저온 저장 탱크 시공 방법이며,
    돌출부를 포함하는 콘크리트 기초부를, 상기 돌출부를 위한 폼으로서 콘크리트 기초부에 매립되는 장착 장치를 이용하여 타설 경화하는 단계와,
    상기 타설 경화된 콘크리트 기초부의 돌출부 상에 복수의 다공질 유리 블록을 설치하는 단계와,
    설치된 복수의 다공질 유리 블록의 상부에 콘크리트 레벨링 코스를 타설 경화하는 단계와,
    상기 콘크리트 레벨링 코스의 상부에 바닥판을 설치하는 단계와,
    복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브를, 상기 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브의 최하부 레벨을 매립된 장착 장치에 고정시킴으로써, 콘크리트 기초부에 설치하는 단계와,
    복수의 벽체 스테이브를 상기 바닥판에 용접하는 단계와,
    상기 복수의 용접형 벽체 스테이브의 최상부 레벨에 제1 지붕 돔을 용접하여 용접형 내부 탱크를 형성하는 단계와,
    상기 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브의 최상부 레벨에 제2 지붕 돔을 설치하여 볼트 체결형 외부 쉘을 형성하는 단계를 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 콘크리트 기초부는 상승 콘크리트 기초부인, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 복수의 볼트 체결형 벽체 스테이브, 제2 지붕 돔, 및 장착 장치는 탄소강으로 이루어지며, 상기 바닥판, 복수의 용접형 벽체 스테이브, 및 제1 지붕 돔은 스테인레스강으로 이루어지는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 용접형 내부 탱크에 대해 유기압 검사를 수행하는 단계를 더 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 볼트 체결형 외부 쉘에 대해 진공 검사를 수행하는 단계를 더 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 용접형 내부 탱크와 볼트 체결형 외부 쉘의 사이 빈 공간에 퍼얼라이트 절연재를 설치하는 단계를 더 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 콘크리트 기초부와 용접형 내부 탱크에 스트인레스강 앵커 스트랩을 설치하는 단계를 더 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 복수의 다공질 유리 블록의 내부에 스테인레스강 박스, 액체 회수관, 및 암면 절연재를 설치하는 단계를 더 포함하는, 극저온 저장 탱크 시공 방법.
  18. 제10항의 극저온 저장 탱크 시공 방법에 따라 시공되는 극저온 저장 탱크.
  19. 용접형 내부 탱크와,
    상기 용접형 내부 탱크를 둘러싸는 외부 쉘과,
    돌출부를 포함하는 콘크리트 기초부로서, 상기 돌출부는 콘크리트 기초부의 나머지 부분과 함께 타설되는, 콘크리트 기초부와,
    상기 콘크리트 기초부의 돌출부의 상부에 직접 배치되는 복수의 다공질 유리 블록으로서, 복수의 다공질 유리 블록의 적어도 일부는 돌출부에 직접 접촉하는, 복수의 다공질 유리 블록과,
    상기 복수의 다공질 유리 블록의 최상층의 상부에 타설되는 콘크리트 레벨링 코스와,
    상기 콘크리트 기초부에 부착되는 장착 장치를 포함하고,
    상기 용접형 내부 탱크는 상기 콘크리트 레벨링 코스의 상부에 배치되며,
    상기 외부 쉘은 외부 쉘의 주연부 둘레의 위치에서 장착 장치에 부착되는, 극저온 저장 탱크.
  20. 제19항에 있어서, 상기 용접형 내부 탱크는 스테인레스강 내부 탱크이고, 상기 외부 쉘은 복수의 볼트 체결형 외부 쉘 벽체 스테이브를 포함하는 볼트 체결형 탄소강 외부 쉘이고, 상기 콘크리트 기초부는 상승 콘크리트 기초부이며, 상기 장착 장치는 탄소강 압축 링인, 극저온 저장 탱크.
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